单片机部分 答辩稿Word格式文档下载.docx

单片机部分 答辩稿Word格式文档下载.docx

《单片机部分 答辩稿Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机部分 答辩稿Word格式文档下载.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

{

中断0优先级1

定时器0优先级2

中断1优先级3

定时器1优先级4

串口中断优先级5

定时器2优先级6

}

一个可编程串口

低功耗的闲置和掉电模式

1.2STC12C5A60S2单片机

STC12C5A60S2单片机作为控制核心，其内部组成包括：

一个8位的微处理器CPU及片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容需要外接；

片内数据存储器RAM低1024字节，存放读/写数据；

高128字节被特殊功能寄存器占用；

片内程序存储器60KBROM，并且有4K字节的E2R，四个8位并行I/O（输入/输出）接口P3-P0，每个口可以用作输入端，也可以用来作输出端；

两个定时/计数器，每个定时/计数器都可以设置成计数方式也可以设置成定时方式，用作计数器时主要对外部事件进行计数，定时/计数器可以根据计数或定时的结果实现计算机控制；

8个中断源的中断控制系统；

一个全双工UART（通用异步接收发送器）的串行I/O口，该芯片为增强型的51系列芯片，引脚与传统51芯片完全兼容，运算速度为传统51芯片的12倍。

8个中断源

串口中断优先级5

中断2优先级7

中断3优先级8

1.3晶振电路（所有型号都通用，以51单片机为例）

晶振电路如图1所示，单片机的X1与X2引脚为晶振接口，由YA、CA1、CA2构成晶振电路，该晶振电路可以产生12MHZ的正弦波，两端的电容为负载电容，也就是能协助晶振震荡的电容，同时可以起到滤波的作用，这个波形是单片机的动力源泉，有了这个脉冲单片机才可以正常工作，并且按照这个时钟的节奏工作，在12MHZ晶振下单片机的机器周期为晶振周期的12倍，晶振的周期为1/12us，则单片机的机器周期为1us。

如果换成24MHZ的晶振，机器周期是0.5us。

注意：

如果是12系列单片机，他是1T系列单片机，也就是说如果晶振是12M则机器周期为1/12us，也就是说机器周期与晶振周期相同，但是运行速度并不是普通51的12倍，有些指令是12倍，有些是8倍不等。

图1单片机最小系统图

1.4复位电路（所有型号都通用，以51单片机为例）

如图1中SFW、CA3、RA1组成单片机的复位电路，此电路的作用是在单片机上电瞬间，给单片机留有足够的空间将寄存器值复位。

工作原理如下：

RESET引脚为的复位引脚，接入高电平后进入复位状态，所有寄存器清空，当此引脚为低电平时单片机开始正常工作，图中RA1为CA3进行充电，RA1为充电的限流电阻，刚上电的瞬间，由于电容没有任何电荷，所以电动势为0，RESET端的电压为1，此时在复位状态，单片机开始初始化自己的寄存器，然后当电容两端的电压充满到接近5V时（实际为3.6V开始停止复位），单片机开始进入正常工作状态，如果按下SFW则进行手动复位。

1.5单片机有特殊意义的I/O口

单片机的所有I/O都可以作为普通的输入输出口使用。

1、特殊I/O口：

P0口开漏模式输出，无驱动能力，只有接上拉电阻后才有驱动能力上拉电阻就是一端接单片机的I/O口一端接电源电压，把电阻接到电源正极是上拉，接到GND是下拉，一般都使用上拉方式，增强驱动能力。

P3口

P3.0P3.1串行通信口及下载口或者与上位机电脑的通信口。

P3.2P3.3中断0与中断1引脚。

P3.4P3.5计数器0与计数器1引脚。

P3.6P3.7可以连接外部外扩的RAM储存器（作为了解）。

注意1：

（没用的部分不用看）

STC12C/LE5A60S2与STC12C/LE5616AD系列单片机

P1.0~P1.7可以配置为ADC转换口

P1.3P1.4可以配置为PWM输出口

P1.2P1.3可以配置为第二个串口（只有STC12C/LE5A60S2有这个功能）

12系列单片机的I/O口可以配置，也就是说可以配置为高阻、上拉、推挽、开漏。

注意2：

有些使用89系列单片机的同学，有板子上用到P4.5的同学需要在下载程序时做如图选择，如果不选这个口不能作为I/O使用

2三极管与二极管

2.1三极管

三极管从名称上来看，他有三个引脚，这三个引脚分别为B、C、E，分别对应的名称为基极、集电极、发射极，而三极管又分为两大类别，一种为NPN型一种为PNP型，两种三极管的标号如下图所示。

b

e

c

图中上图为NPN型三极管，下图为PNP型三极管，而有箭头的一端为发射极，发射极所指出的方向为电流方向，而对与三极管来说有三个状态，放大、截止、饱和，而我们设计电路图中一般使用三极管作为电流驱动管，所以需要将基极接一个电阻到单片机的I/O口，然后使三极管处于放大状态，对于NPN型三极管，基极输入高电平也就是be大于0，bc小于0，则导通，反之基极输入低电平则截止，而常用的NPN型三极管有8050、9013，相对来说8050的驱动能力较强，

而对于PNP型三极管的导通条件为，be小于0，bc大于0，常用的PNP型三极管为8550、9012，PNP型三极管的驱动能力要高于NPN型三极管。

2.2二极管

二极管从名称上来看，有两个引脚，二极管的主要特征是具有单向导通性，其结构如下图所示，途中所示的标号为二极管，这种管子的特性是，只能使电流从一方流向另一方，而不能逆行，也就是说，电流只能够从D+到D-，而不能从D-到D+，这种特性使得我们可以使用它作为电源输入部分的防反接保护器件，我们的输入电源的正电压接到D+，然后电源从D-输出，如果我们将电源接反，则电流不会流过，保护了其他器件，但是有一个缺点，就是内部具有PN结，会消耗0.7V的压降在这个三极管上，也就是输入电压U输出电压为U-0.7，这部分电压被留在了二极管的两端。

3电容电阻电感

3.1电容

电容：

是一个储能的元件，他能将流经他两端的电压进行吸收，并在两端电压低于他本身电压的情况将其释放，而利用这一特点可以将电容应用在非常多的领域，并且电容主要有两种接法，串联与并联，串联是像三极管一样，将其串入电路中，而并联则是将其连接在电源或者输出电路的两端。

（1）、电容并联

例如：

晶振电路的谐振电容，与晶振一起构成一个时钟发生器，能够产生正弦波，并且通过调节负载电容值可以微调频率值。

电源滤波电路，主要应用在电源与信号去干扰的场所，这种方式一般用并联在电源的两端。

对于电容并联的使用在电路图中也就有这两种，而且比较常用。

（2）、电容串联

电容具有同交流隔直流的作用，所以在一些信号处理电路中，电容串联被广泛应用。

麦克风放大电路，麦克风需要直流偏执电压才能正常工作，而我们不需要这个偏执直流，需要在直流电压输出端提取交流信号，则需要串联一个电容，则将直流电压隔离开。

3.2电阻

电阻：

阻碍电流的流通，并不是完全阻塞，而是相当于在道路上加了一个减速带，任何信号流过都会损失一部分能量，电阻的用途较为广泛例如：

电阻分压，一般用来得到电路中需要的电压，假如我们在电路中做运放的时候需要2.5V电压，而电源电压为5V，此时我们可以使用两个10K电阻对电源电压进行分压，或者在一些需要进行比较的场所，分压出所需要的电压，其计算公式为：

（R1+R2）/R2*Vcc

在这个公式里，R2为接GND端的电阻，R1为接VCC端的电阻，R1、R2的另一个引脚相连接。

电阻串联，在电路中最常用的电阻串联为三极管基极的串联，用来做限流。

电阻上拉，在电路中，如果使用单片机的P0口，则需要使用上拉电阻，则直接将电阻一端连接I/O口，另一端连接Vcc。

3.3电感

电感对与大部分同学都很少用到，主要作用是通直流阻交流，与电容一样能够储存能量，但是与电容不同的是，充电后放电的方向与电容相反，电感通常用在一些高频谐振与滤波电路中，还有DC-DC变换电路中，主要作为储能元件。

4显示器

显示器分类：

在论文中应用的显示器主要有四种，分别为：

LCD1602字符液晶、LCD12864点阵液晶可以显示汉字、LCD5110诺基亚手机显示器可以显示汉字、LED数码管。

LCD1602：

可以显示2行，每行显示16个字符，字符包括所有的ASC码，也就是大写、小写字母与数字和标点符号，点阵大小不可更改，6*7点阵字符，与单片机之间的通信方式为并口，供电电压为5V，LED背光灯与背光板作为背光灯，使用对比度调节电位器，可以调节显示的字体的对比度，内部带有控制器需要程序初始化进行配置，控制器具有光标显示与自动滚屏功能等。

LCD12864：

可以显示点阵区域为128*64个点，这些个点，字体大小与间隔可以自己定义，并且使用SPI口通信，节省单片机I/O口，但是该显示器的供电电压为3.3V，不可以超过3.6V，使用该显示器的配用的单片机都为低功耗类的单片机，内部带有控制器，需要初始化控制器来控制点阵对比度与字符显示方式与方向。

LCD5110：

●84x48 

的点阵LCD，可以显示4 

行汉字， 

●采用串行接口与主处理器进行通信，接口信号线数量大幅度减少，包括电源和地在内的信号线仅有9 

条。

支持多种串行通信协议（如AVR 

单片机的ＳＰI、MCS51 

的串口模式０等），传输速率高达4Mbps，可全速写入显示数据，无等待时间。

其中LCD12864与LCD5110为任意点阵字符液晶，内部无字库，需要自己取字模来显示，而LCD1602内部具有ASC码字库，无需取字模，所以LCD1602不可以显示汉字图形，而LCD12864与LCD5110可以。

LED数码管：

数码管分为共阳极和共阴极两种，我做的设计中所有数码管都使用的共阳极数码管，也就是公共端接到高电平上。

显示电路本设计使用LED数码管作为显示器件，数码管显示器件的现实方式有两种一种为静态的现实方式，另一种为动态的显示方式，由于静态显示方式显示的硬件电路部分的设计比较繁琐，所以我们使用动态的现实方式，这样硬件部分的设计难度将会大大降低。

数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"

a,b,c,d,e,f,g,dp"

的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。

通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。

在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。

考虑使用的数码管为6位数码管显示，如果使用静态方式电路，硬件的过于复杂，且硬件的链接容易出现错误，所以我们使用动态扫描的方式，这样使用16个单片机的I/O口就可以完成全部的显示，其中8个I/O口去控制数码管的段码，4个I/O口去控制数码管的位选，由于单片机的I/O驱动能力有限，所以我们需要将I/O口接10K上拉电阻后，加入三极管作为驱动，本设计使用PNP型的三极管作为驱动，三极管的基极通过一个电阻串联到单片机的I/O口，三极管的发射机接高电平，集电极接数码管的位选端，其电路图如图2.8所示。

如图2.8所示，三极管8550为具有80倍电流放大倍数的三极管，通过将基极的电流放大，电流放大，将放大后的电流通过集电极输出，驱动数码管的位选口，本设计使用4位一体的共阳极数码管，也就是当位选口给高电平，断码口给低电平的时候，数码管相应的段将会点亮，否则熄灭，只要保证整个动态的刷新过程保证在20ms内完成，肉眼就不会感觉到数码管的闪烁感觉。

5键盘分类

5.1独立按键

5.2行列式按键

6传感器分类

传感器：

简单理解，能够使被测量量转换为电信号的一种转换器件。

本设计中使用的传感器一般都是转换为模拟量输出的，电流值或者电压值，还有一种转换为数字信号输出的传感器。

基本使用的传感器有如下几种：

1、温度传感器DS18B20，数字温度传感器三极管形状将温度转换为数字信号输出，直接与单片机的数字I/O口相连接就可以。

2、湿度传感器，湿度传感器返回的是电压信号，需要单片机端做A/D转换处理，即将模拟信号Analog 

转换为数字信号Digital，转换方式两种，一个是专用AD转换芯片，例如ADC0832这种芯片将模拟量转换为数字信号通过串行接口与单片机通信；

还有一种单片机自带ADC，12系列单片机P1口自带AD转换共8路，异步转换，8个通道使用一个转换器需要分时转换。

3、光电传感器，一般都是使用反射式的TRCT5000型号传感器，该传感器由红外发射管与接收管组成，具体实现功能看论文，返回的信号为高低电平信号，即0V或者5V，信号，单片机通过数字监控即可。

4、其他类传感器，其他类传感器有多重多样，由于价格与购买不便利，一般使用电位器模拟，因为这些传感器返回的信号为变化的电压信号或者电流信号，电位器（英文：

Potentiometer）是可变电阻器的一种。

通常是由电阻体与转动或滑动系统组成，即靠一个动触点在电阻体上移动，获得部分电压输出。

只要记住它的功能是通过旋转旋钮可以输出不同的电压值，就可以。

7单片机程序烧录

1、打开烧录软件选择对应型号

89系列单片机

12系列单片机

2、选择打开程序文件

3、在程序文件夹中选择尾椎为.hex的文件如图

选择程序文件

4、选择COM口

USB转串口设备分为两种CH340或者PL2303，都需要下载对应的驱动，然后安装，安装方法XX即可，建议使用PL2303-USB转TTL设备

我的电脑右键管理->

设备管理->

端口里有我们连接好的设备端口号，在这里为COM1，

然后到下载软件里选择COM1

如果是89c52单片机选择用作P4.5

5、连接好USB转TTL设备然后用杜邦线与单片机板子相连接，对应原理图，

USB设备的GND-板子GND

USB设备的RX-板子TX

USB设备的TX-板子RX

6、单片机下载时需要重新上电，所以在点击Download/下载的时候需要先给单片机断电，然后重新上电便自动开始下载了

7、观看下载信息，如下图中会显示下载过程，成功会有提示。

注意:

使用P4.5引脚下载完程序需要给板子重新上电后，才可以正常使用。